1.1 反应热 同步练习
一、单选题
1.实验室测定中和热的实验装置如图所示,下列有关说法正确的是( )
A.烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是固定小烧杯
B.缺少的仪器是环形铁质搅拌棒
C.测酸液温度后的温度计要用水清洗后再测碱液的温度
D.向盛装酸的烧杯中加碱时要小心缓慢
2.如图是“即热饭盒”的结构示意图,撤去隔板,水与下层物质接触,一段时间后食物就变热了。以下物质中适合作下层物质的是( )
A.食盐 B.生石灰 C.熟石灰 D.浓硫酸
3.下列设备工作时,将化学能转化为热能的是
A B C D
碱性锌锰电池 锂电池 太阳能热水器 燃气灶
A.A B.B C.C D.D
4.下列反应既属于吸热反应又属于氧化还原反应的是( )
A.C+CO22CO
B.Ba(OH)2 8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
C.CaO+H2O=Ca(OH)2
D.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
5.下列过程中的能量变化与下图一致的是( )
A.镁条溶于盐酸 B.氨气液化
C.碳酸钙分解 D.NaOH固体溶于水
6.沼气是一种能源,它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时,放出445kJ热量,则下列热化学方程式书写正确的是( )
A.
B.
C.
D.
7.我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。
下列说法错误的是( )
A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B.CH4+CO2→CH3COOH过程中,只有C-H键发生断裂
C.①→②放出能量并形成了C-C键
D.催化剂加快了该反应的速率
8.下列有关中和热实验的说法正确的是( )
A.用铜丝替代环形玻璃搅拌棒,测得ΔH偏高
B.强酸与强碱反应生成1 mol水的ΔH都约为-57.3 kJ·mol-1
C.测定中和热实验中,读取混合溶液不再变化的温度为终止温度
D.某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液反应的中和热ΔH=-52.3 kJ·mol-1,造成这一结果的原因不可能是:用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度
9.1,3-丁二烯和Br2以物质的量之比为1:1发生加成反应分两步:第一步Br+进攻1,3-丁二烯生成中间体C(溴正离子);第二步Br-进攻中间体C完成1,2-加成或1,4-加成。反应过程中的能量变化如下图所示,下列说法正确的是( )
A.其它条件相同时,生成产物B的速率快于产物A的速率
B.升高温度,1,3-丁二烯的平衡转化率增大
C.该加成反应的反应热为Eb-Ea
D.该反应的速率主要取决于第一步反应的快慢
10.下列变化过程,属于放热反应的是( )
①水蒸气变成液态水
② 与 的反应
③Al与四氧化三铁高温下反应
④固体NaOH溶于水
⑤ 在 中燃烧
⑥食物腐败
A.①⑤⑥ B.②③④ C.③④⑤ D.③⑤⑥
11.下列说法正确的是( )
A.化学键的断裂与形成与反应放热和吸热无关
B.放热反应的发生无需任何条件
C.所有化学变化一定遵循质量守恒和能量守恒
D.化学变化一定有化学键的断裂和生成,有化学键断裂或生成一定发生了化学变化
12.利用如图所示装置进行中和热测定实验,下列说法错误的是( )
A.向盛装酸溶液的烧杯中加碱溶液时要小心缓慢
B.烧杯间填满碎泡沫塑料是为了减少实验过程中的热量损失
C.使用环形玻璃搅拌棒既可以搅拌又可以避免损坏温度计
D.测定酸溶液后的温度计要用蒸馏水清洗、干燥后再测碱溶液的温度
13.灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知:
①Sn(s、白)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g);DH1
②Sn(s、灰)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g);DH2
③Sn(s、灰) Sn(s、白);DH3=+2.1kJ/mol
下列说法正确的是()
A.DH1>DH2
B.锡在常温下以灰锡状态存在
C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D.锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中,会自行毁坏
14.下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系,据此判断下列说法中正确的是( )
A. 石墨转变为金刚石是吸热反应
B. 白磷比红磷稳定
C. S(g)+O2(g) =SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g) =SO2(g) ΔH2 则ΔH1>ΔH2
D. CO(g)+H2O(g) =CO2(g)+H2(g) ΔH1>0
15.N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如图,用 、 、 分别表示N2、H2、NH3,已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),该反应属于放热反应。下列说法正确的是( )
A.碳酸氢钠与盐酸的反应也是放热反应
B.催化剂仅起到吸附N2和H2的作用,对化学反应速率没有影响
C.②→③过程,是放热过程
D.该反应中反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量
16.2022年北京冬奥会秉承“绿色办奥”的理念,首次使用氢能作为火炬燃料。下列说法正确的是( )
A.火炬使用氢能燃料,碳排放量为零,符合“碳中和”理念
B.火炬燃料的燃烧包含热能转化为化学能的过程
C.需要加热才能发生的反应就一定是吸热反应
D.燃烧属于放热反应,反应物的总能量低于生成物的总能量
17.已知: ,下列说法正确的是( )
A.的燃烧热为
B.该反应能说明比稳定
C.
D.由于题设没有条件限制,所以反应中的能量变化与反应体系的温度和压强无关
18.已知某反应中能量变化如图所示,所得结论错误的是( )
A.该图像可以表示氯化铵与消石灰反应的能量变化
B.该反应过程中,一定有其他形式的能量转化成化学能
C.该反应过程中,形成新化学键释放的总能量小于断裂旧化学键吸收的总能量
D.因为生成物的总能量高于反应物的总能量,所以该反应一定需要加热才可进行
19.已知:CH3OH(g)+ 3/2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(g) △H1= - a kJ.mol一1
CH4(g)+ 2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(g) △H2= - b kJ.mol一1
CH4(g)+ 2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(1) △H3= - c kJ.mol一1
则下列叙述正确的是( )
A.由上述热化学方程式可知△H2 < △H3
B.甲烷的燃烧热为b kJ.mol-l
C.2CH3OH(g)= 2CH4(g)+O2(g) △H=2(b-a)kJ/mol一1
D.当甲醇和甲烷物质的量之比为1:2时,其完全燃烧生成CO2和H2O(1)时,放出的热量为Q kJ,则该混合物中甲醇的物质的量为Q/(a+2b)mol
20.下列反应属于吸热反应的是( )
A.Al和稀盐酸反应 B.稀盐酸和NaOH溶液反应
C.CH4燃烧 D.煅烧石灰石
二、综合题
21.
(1)i.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸的温度,然后把温度计上的酸用水冲洗干净;②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。回答下列问题:
使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________(填字母)。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯
D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(2)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm-3,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:
实验 序号 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.5 20.6 23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH= (结果保留一位小数)。
(3) (填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸,理由是 。
(4)ii.某些化学键的键能如下表(kJ·mol-1)
化学键 H—H Br—Br I—I Cl—Cl H—Cl H—I H—Br
键能 436 193 151 247 431 299 356
1
mol H2在2 mol Cl2中燃烧,放出热量 kJ。
(5)在一定条件下,1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应,放出热量由多到少的顺序是 (填字母)。
a.Cl2>Br2>I2 b.I2>Br2>Cl2
预测1
mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中放热 (填“多”“少”或“不变”)。
22.完成下列问题。
(1)下列变化中,属于放热反应的是 ,属于吸热反应的是 。(填标号)
①氧化钙与水反应;②石灰石在高温下的分解反应;③酸碱中和反应;④二氧化碳通过炽热的炭发生的反应;⑤食物因氧化而腐败发生的反应;⑥与的反应;⑦干冰汽化。
(2)为探究固体M溶于水的热效应,选择如图所示装置进行实验(反应在甲中进行)。观察到烧杯里产生气泡,则M溶于水 (填“一定”或“可能”)是放热反应。
(3)2022年2月18日,“美丽中国·绿色冬奥”专场新闻发布会在北京新闻中心举行。发展碳捕集与利用的技术,将CO2转化为高附加值的化学品,实现CO2资源化利用,是一项重要的碳减排技术。CO2加氢(RWGS)制合成气(CO)
RWGS反应: 反应ⅰ
副反应: 反应ⅱ
①已知:
则 。
②混合动力汽车所用的燃料之一是乙醇,lg乙醇完全燃烧生成CO2气体和液态H2O放出30.0kJ热量,写出乙醇燃烧的燃烧热的热化学方程式 。
23.放热反应在生产、生活中用途广泛。回答下列问题:
(1)前期的火箭曾用液态肼()与双氧水反应来提供能量。已知0.4mol(l)与足量的双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256.7kJ的热量。
①此反应的化学方程式为 。
②16g液态肼与足量的双氧水发生上述反应,放出 kJ热量。
(2)甲烷可以消除氮氧化物污染:。温度为800℃的条件下,向恒容密闭的容器中通入(g)和(g),使,,在不同催化剂作用下进行反应,测得随时间的变化情况如下表:
实验序号 10 20 30 40 50
1 800 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50
2 800 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50
实验1中,在10~20min内, ,40min时v(正) (填“大于”“小于”或“等于”)v(逆)。
(3)催化效率:实验1 (填“>”“<”或“=”)实验2.
(4)乙醇()应用于燃料电池,该电池采用可传导的固体氧化物为电解质,其工作原理如图所示。a极为原电池的 (填“正”或“负”)极;b极电极反应式为 。
(5)乙醇在Cu作催化剂时与氧气反应的关系如图所示,整个反应中物质B属于 (填“催化剂”或“中间产物”)。
24.
(1)如图是298K、101 kPa时,N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。该反应的热化学方程式为 。
(2)化学反应N2+3H2 2NH3的能量变化如图所示(假设该反应反应完全),试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式: 。
25.依据题意,写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25 ℃、101 kPa条件下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。
(2)若适量的N2和O2完全反应生成NO2,每生成23
g NO2需要吸收16.95 kJ热量。则该反应的热化学方程式为 。
(3)用NA表示阿伏加德罗常数的值,在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650 kJ的热量。则该反应的热化学方程式为 。
(4)燃烧1 g乙炔生成二氧化碳和液态水放出热量50 kJ,则表示乙炔燃烧热的热化学方程式为 。
(5)在25 ℃、101 kPa下,已知SiH4气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态,平均每转移1 mol电子放热190.0 kJ,该反应的热化学方程式是 。
(6)已知4.4 g CO2气体与足量H2经催化生成CH3OH气体和水蒸气时放出4.95
kJ的热量,其热化学方程式为: 。
(7)已知:Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g) ΔH1=+1344.1 kJ· mol-1
2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g) ΔH2=+1169.2 kJ· mol-1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3(g)的热化学方程式为 。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是固定小烧杯、保温,减少热量的损失,故A不符合题意;
B.缺少的仪器是环形玻璃搅拌棒,不能用铁质的,如果用金属的,造成热量损失,故B不符合题意;
C.测酸液温度后的温度计要用水清洗后再测碱液的温度,故C符合题意;
D.向盛装酸的烧杯中加碱时要一次倒入烧杯,不能缓慢加入,这样造成热量损失,故D不符合题意;
答案为C。
【分析】易错分析:中和热测定注意事项:1.酸碱要快速混合,减少热量损耗;2.做好保温效果,填充泡沫目的就是减少热量损失,3.测量温度时温度计要进行清洗。
2.【答案】B
【解析】【解答】撤去隔板,水与下层物质接触,一段时间后食物就变热了,说明有大量的热量释放出来,食盐溶于水热量变化不明显,生石灰溶于水生成氢氧化钙,放出大量的热量,熟石灰溶于水放热不如生石灰,浓硫酸是液体,且具有腐蚀性,因此适合作下层物质的是生石灰。
故答案为:B。
【分析】下层物质溶于水放出大量热量。
3.【答案】D
【解析】【解答】A. 碱性锌锰电池是化学能转化为电能,选项A不符合题意;
B. 锂电池放电是将化学能转化为电能,选项B不符合题意;
C. 太阳能热水器是太阳能转化为热能,选项C不符合题意;
D. 燃气灶是化学能转化为热能,选项D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A. 化学能转化为电能;
B. 将化学能转化为电能;
C. 太阳能转化为热能;
D. 化学能转化为热能。
4.【答案】A
【解析】【解答】A.C+CO22CO是吸热反应,也是氧化还原反应,故A符合题意;
B.Ba(OH)2 8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O是吸热反应,属于非氧化还原反应,故B不符合题意;
C.CaO+H2O=Ca(OH)2是放热反应,属于非氧化还原反应,故C不符合题意;
D.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑是放热反应,属于氧化还原反应,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】氧化还原反应中一定有元素的化合价发生变化;
常见的放热反应有:绝大多数的化合反应(灼热的炭与二氧化碳反应除外)、燃烧反应、金属与水或酸的反应、酸碱中和,铝热反应等;
常见的吸热反应有:绝大多数的分解反应、个别的化合反应(如灼热的炭与二氧化碳反应)、少数的复分解反应(如盐酸与碳酸氢钠反应)、以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应反应等。
5.【答案】A
【解析】【解答】根据图像可知反应物总能量高于生成物总能量,反应是放热反应。
A.镁条溶于盐酸是放热反应,故A符合题意;
B.氨气液化放热,但不是化学变化,不属于放热反应,故B不符合题意;
C.碳酸钙分解是吸热反应,故C不符合题意;
D.NaOH固体溶于水放热,但不是化学变化,不属于放热反应,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】由图可知表示的过程是放热过程,注意化学变化与物理变化的判断。
6.【答案】C
【解析】【解答】根据题目中的条件即可计算出1mol甲烷完全燃烧生成 CO2和液态H2O 时放出的热量为890KJ,写出热化学方程式
即可
【分析】考查的是热化学方程式的书写,主要是条件,以及生成物和反应物的状态和热量的计算
7.【答案】B
【解析】【解答】A、根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH,总反应为CH4+CO2 CH3COOH,只有CH3COOH一种生成物,原子利用率为100%,A不符合题意;
B、CH4+CO2→CH3COOH过程中,C-H键、C=O均发生断裂,B符合题意;
C、根据图示,①的总能量高于②的总能量,①→②放出能量,对比①和②,①→②形成C-C键,C不符合题意;
D、催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,不能提高反应物的平衡转化率,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.根据发生反应的化学方程式分析;
B.反应过程中,反应物所有化学键都断裂;
C.根据图示能量变化分析;
D.催化剂可加快反应速率;
8.【答案】A
【解析】【解答】A.用铜丝代替环形玻璃搅拌棒,金属的导热性很好,会导致热量的散失,使测得的热量数值偏小,但△H偏高,故A符合题意;
B.强酸与强碱反应生成沉淀和水反应中,有中和热的同时,会伴随着沉淀热的生成,如硫酸与氢氧化钡发生中和反应,生成1mol水时放出的热量大于57.3 kJ·mol-1,故B不符合题意;
C.测定中和热实验中,读取混合溶液最高温度为终止温度,故C不符合题意;
D.用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度,该操作会导致测得的NaOH溶液的初始温度偏高,最后反应放出的热量比实际放出的热量少,有可能,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A、铜丝的导热性比玻璃帮好,容易造成热量散失;
B、强酸强碱生成盐沉淀时会对焓变值产生影响;
C、在测定中和热实验中,应该读取混合溶液最高温度为终止温度;
D、测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度,需要考虑盐酸的残留对实验的影响;
9.【答案】D
【解析】【解答】A.据图可知中间体C生成B的活化能更高,反应速率应更慢,A不符合题意;
B.据图可知生成1,3-丁二烯的反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡转化率减小,B不符合题意;
C.Ea是第二步反应中1,2-加成反应的活化能,Eb是第二步反应中1,4-加成反应的活化能,Eb-Ea是只是两种活化能的差值,图中数据不能计算该加成反应的反应热,C不符合题意;
D.据图可知第一步反应的活化能更大,反应速率更慢,整体反应速率取决于慢反应,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据图示活化能越高速率越慢
B.根据焓变=生成物的能量-反应物的能量,结合温度变化进行判断
C.根据图示焓变=生成物的能量-反应物的能量,未给出数据
D.活化能越高速率越慢,活化能高的决定着速率
10.【答案】D
【解析】【解答】①水蒸气变成液态水,属于放热过程,但不是放热反应,故①不符合题意;② 与 反应,属于吸热反应,故②不符合题意;③铝与四氧化三铁高温下发生铝热反应,是放热反应,故③符合题意;④固体NaOH溶于水是放热过程,但不是放热反应,故④不符合题意;⑤氢气在氯气中燃烧,属于放热反应,故⑤符合题意;⑥食物腐败,食物被氧化,属于放热反应,故⑥符合题意,综上所述③⑤⑥符合题意;
故答案为:D。
【分析】常见的放热反应有:所有的物质燃烧、所有金属与酸或与水、所有中和反应、绝大多数化合反应、铝热反应;常见的吸热反应有:绝大数分解反应、个别的化合反应(如C和CO2)、碳或一氧化碳或氢气作还原剂发生的氧化还原反应、某些复分解(如铵盐和强碱),以此解答该题。
11.【答案】C
【解析】【解答】A.旧键断裂吸收能量,新键生成放出能量,当吸收的能量大于放出的能量时反应吸热,反之则放热,所以化学键的断裂与形成与反应放热和吸热有关,故A不符合题意;
B.某些放热反应需要一定条件引发,如燃烧需要温度达到可燃物的着火点,故B不符合题意;
C.所有化学变化一定遵循质量守恒和能量守恒,C符合题意;
D.有化学键的断裂或生成不一定发生了化学变化,如HCl溶于水时共价键断裂,但并没有发生化学变化,故D不符合题意;
故答案为C。
【分析】A.化学键的断裂与形成伴随着能量变化;
B.有的放热反应需要一定条件引发;
C.质量守恒和能量守恒是化学的普遍规律;
D.化学键断裂不一定是化学变化。
12.【答案】A
【解析】【解答】A.向盛装酸的烧杯中加碱应迅速,减少热量的散失,故A符合题意;
B.因泡沫塑料能隔热,则烧杯间填满碎泡沫塑料是减少实验过程中的热量损失,故A不符合题意;
C.中和热测定实验中若使用温度计搅拌,会使温度计水银球破损,会造成实验安全隐患,环形玻璃棒能上下搅拌液体,所以使用环形玻璃棒既可以搅拌又避免损坏温度计,故C不符合题意;
D.测了酸后的温度计用水清洗,干燥后再测定碱的温度,不会发生酸碱反应,测定数据较准确,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】此题是对中和热测定实验的考查,结合实验相关知识分析。
13.【答案】D
【解析】【解答】DH3=DH2,DH1.>0,DH2>DH1,灰锡转化为白锡的反应是吸热反应,灰锡比白锡能量低稳定,长期处于低于13.2℃环境中,会自行毁坏,AC不符合题意。锡在常温下以灰锡状态存在,因为在大于13.2℃灰锡转化为白锡,B不符合题意。
【分析】同素异形体,是指由同样的单一化学元素组成,因排列方式不同,而具有不同性质的单质。同素异形体之间的性质差异主要表现在物理性质上,化学性质上也有着活性的差异。
14.【答案】A
【解析】【解答】A.从图像1可知,金刚石所具有的能量高于石墨,A项正确;
B.能量越高越不稳定,B项错误;
C.因S(s)→S(g),要吸收热量,故ΔH1<ΔH2,C项错误;
D.由图4可以看出,反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量,故表现为放热,ΔH1<0,D项错误。
故答案为:A
【分析】能量越低越稳定。物质由固态转化为气态需要吸收热量。
15.【答案】D
【解析】【解答】A.碳酸氢钠与盐酸的反应是吸热反应,A不符合题意;
B.由图知,通过催化剂的参与,N2和H2生成了NH3,催化剂通过改变反应历程而改变了反应速率,B不符合题意;
C. ②→③过程,N2中的 断裂,形成两个N原子,H2中的H-H键断裂,形成两个H原子,化学键的断裂是吸热过程,C不符合题意;
D.合成氨为放热反应,反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、反应是吸热反应;
B、催化剂改变了反应速率;
C、 ②→③过程为化学键断裂过程,化学键的断裂是吸热过程;
D、合成氨为放热反应。
16.【答案】A
【解析】【解答】A.火炬使用氢能燃料,产物为水,碳排放量为零,符合“碳中和”理念,A符合题意;
B.燃料燃烧过程中是将化学能转化为热能,不包含热能转化为化学能,B不符合题意;
C.需要加热的反应不一定是吸热反应,如钠与氧气在加热条件下的反应属于放热反应,C不符合题意;
D.燃烧反应属于放热反应,反应物的总能量一定高于生成物的总能量,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A. 氢能燃料燃烧的产物为水,碳排放量为零。
B. 燃料燃烧过程中是将化学能转化为热能。
C. 需要加热的反应有可能是放热反应,其中加热是为了达到燃烧物的着火点。
D. ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,ΔH<0表示放热反应。
17.【答案】C
【解析】【解答】A.燃烧热是1mol可燃物燃烧 稳定氧化物所放出的热量,故A不符合题意;
B.该反应只能体现和2mol和1molO2的总能量小于2molCO2和4molH2的总能能量,故B不符合题意;
C.根据盖斯定理可得出该反应是题目反应的逆过程的一半,热化学方程式为: ,故C符合题意;
D.由于题设没有条件限制,默认为所以反应中的能量变化是在常温和常压下测定,故D不符合题意;
故答案为C。
【分析】A.燃烧热是1mol可燃物燃烧 稳定氧化物所放出的热量;
B.只能比较反应物和生成物的总能量;
C.根据盖斯定理分析;
D.反应中的能量变化与反应体系的温度和压强无关。
18.【答案】D
【解析】【解答】A. 该图像中反应物总能量低于生成物总能量为吸热反应,可以表示氯化铵与消石灰反应的能量变化,选项A不符合题意;
B.该反应过程中,一定有其他形式的能量转化成化学能,如吸热时热能转化为化学能,选项B不符合题意;
C.该反应过程为吸热反应,故形成新化学键释放的总能量小于断裂旧化学键吸收的总能量,选项C不符合题意;
D.虽然生成物的总能量高于反应物的总能量,但反应不一定需要加热才可进行,不能只由焓判据分析,选项D符合题意。
故答案为:D。
【分析】A.当反应物的总能量小于生成物的总能量时代表该反应为吸热反应;
B.化学反应中,一定伴随着能量的变化和转移;
C.断旧键需要吸热,成新键需要放热,本反应是吸热反应,因此形成新化学键释放的总能量小于断裂旧化学键吸收的总能量;
D.尽管该反应为吸热反应,但是并不代表一定要在加热的条件下才能发生。
19.【答案】C
【解析】【解答】A.气态水转化为液态水需要放热,所以b<c,则△H2>△H3,A不符合题意;
B.由分析可知,甲烷的燃烧热为c kJ/mol,B不符合题意;
C.由盖斯定律可知,2×①-2×②可得到反应2CH3OH(g)= 2CH4(g)+O2(g),则△H=2(b-a)kJ/mol-1,C符合题意;
D.假设n(CH3OH)=x,n(CH4)=2x,根据甲醇和甲烷完全燃烧的热化学方程式可知,ax+2cx=Q,所以x=Q/(a+2c),即该混合物中甲醇的物质的量为Q/(a+2c)mol ,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.所有的燃烧反应是放热反应,注意同一物质从气态转化为液态或固态需要放热。
B.燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。
C.根据盖斯定律进行分析。
D.注意液态水稳定,气态水不稳定。
20.【答案】D
【解析】【解答】A.铝和稀盐酸反应过程中放出大量热,属于放热反应,A不符合题意;
B.稀盐酸和NaOH溶液反应,为放热反应,B不符合题意;
C.CH4燃烧过程中放出大量热,为放热反应,C不符合题意;
D.煅烧石灰石过程中,需要不断加热,属于吸热反应,D符合题意;
故答案为:D
【分析】根据选项中所给反应的热效应分析。
21.【答案】(1)D
(2)-51.8 kJ·mol-1
(3)不能;H2SO4与Ba(OH)2反应时生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的中和热
(4)179
(5)a;多
【解析】【解答】(1)A、搅拌用的是环形玻璃棒,故A不符合题意
B、揭开硬纸片会有热量的散失,故B不符合题意
C、搅拌应该采用环形玻璃棒,不需要震荡烧杯,故C不符合题意
D、 用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动 ,可使得充分反应,故D项符合题意
选D
(2)Q=c△TV=4.18*3*40*1 生成水的物质的量n=cV=20*0.5/1000
△H=-Q/n = -51.8 kJ·mol-1
(3)不能,因为钡离子和硫酸根能生成硫酸钡,会放出热量,影响反应的中和热
(4)Q=-△H=-(反应物的总键能-生成物的总键能)=2*431-436-247=179KJ
(5)由表可知,断裂键所需要的能量Cl-Cl<Br-Br<I-I,又氢化物的稳定性可知能量:HCl<HBr<HI,故放出热量为 Cl2>Br2>I2 ,也可根据键能去计算△H
HF<HCl,故生成HF放出的热量多。
【分析】(1)使溶液充分混合用的是环形玻璃棒搅拌,可尽量避免热量的散失
(2)中和热的计算△H=-Q/n=-c△TV/n
(3)中和热:稀溶液中, 生成1mol放出H2O放出的热量
(4)放出的热量Q=-△H=-(反应物的总能量-生成物的总能量)
(5)可根据表中数据计算,也可根据元素周期律去推断
22.【答案】(1)①③⑤;②④⑥
(2)可能
(3)-165.2kJ/mol;C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1380kJ/mol
【解析】【解答】(1)①金属氧化物与水反应是放热;
②石灰石在高温下的分解反应需要吸收热量;
③酸碱中和反应放出热量;
④二氧化碳通过炽热的炭反应吸热;
⑤食物因氧化而腐败缓慢氧化的过程放出热量;
⑥与的反应吸收热量;
⑦干冰汽化需要吸收大量的热,没有新物质产生,属于物理变化;
故答案为:
第1空、①③⑤
第2空、②④⑥
(2) 若观察到烧杯里产生气泡,M溶于水放出热量,有热量放出不一定为化学变化,不一定属于放热反应;
故答案为: 第1空、可能
(3) 根据盖斯定律,④×2-③=②, 代入得-165.2kJ/mol 。
②乙醇相对分子质量为46,lg乙醇完全燃烧生成CO2气体和液态H2O放出30.0kJ热量,1mol乙醇完全燃烧放出热量为46×30.0kJ=1380 kJ;
故答案为:
第1空、-165.2kJ/mol
第2空、C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1380kJ/mol
【分析】(1)①金属氧化物与水反应是放热;
②石灰石在高温下的分解反应需要吸收热量;
③酸碱中和反应放出热量;
④二氧化碳通过炽热的炭反应吸热;
⑤食物因氧化而腐败缓慢氧化的过程放出热量;
⑥与的反应吸收热量;
⑦干冰汽化需要吸收大量的热,没有新物质产生,属于物理变化;
(2) 有热量放出不一定为化学变化,不一定属于放热反应;
(3) 根据盖斯定律求反应热 。
②燃烧热是1mol物质完全反应产生。
23.【答案】(1);320.875
(2)0.026;等于
(3)<
(4)负;
(5)中间产物
【解析】【解答】 (1)①已知0.4mol(l)与足量的双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256.7kJ的热量。则此反应的热化学方程式为, 此反应的化学方程式为 ,故答案为: ;
②16g液态肼的物质的量为,与足量的双氧水发生上述反应,放出热量o为,故答案为:320.875;
(3)从表格中可以看出实验1中10~20min时CH4的浓度变化量为:0.13mol/L,根据方程式中的系数之比等于浓度的变化量之比,则NO2的浓度变化量为0.26mol/L,用NO2表示的化学反应速率为:;40~50minCH4的浓度不再变化,可知实验1中40min时已经达到平衡,故v(正) 等于v(逆);
故答案为:0.026mol/(L min);等于;
(4)②实验1和实验2达到平衡时CH4的浓度相同,实验2比实验1反应速率快的原因可能是:实验2使用了催化剂;
故答案为:实验2使用了高效催化剂或实验2使用的催化剂效果比实验1的好;
(5)燃料电池中,燃料在负极失电子,发生氧化反应,氧气在正极得电子,发生还原反应;该装置为原电池装置,a极乙醇生成二氧化碳,电极反应式为CH3CH2OH 12e +6O2 =2CO2↑+3H2O,空气通入的电极为正极,即b极为正极,电极反应式为:O2+4e-=2O2-;
故答案为:负极;O2+4e-=2O2-;
(6)根据催化剂反应前参与反应,反应后又生成;中间体反应前和反应后均没有,只在过程中出现;
乙醇在Cu作催化剂时与氧气反应生成乙醛,Cu为催化剂,故A为Cu,与氧气生成CuO,CuO与CH3CH2OH反应生成乙醛和水,则物质B为CuO,是中间产物;
故答案为:中间产物。
【分析】 (1)①利用反应的热化学方程式判断 ;
②依据反应热与物质的量成比例;
(3)根据方程式中的系数之比等于浓度的变化量之比计算;依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断;
(4)催化剂只能加速化学反应的速度,而不能使平衡移动;
(5)燃料电池中,燃料在负极失电子,发生氧化反应,氧气在正极得电子,发生还原反应;
(6)根据催化剂反应前参与反应,反应后又生成;中间体反应前和反应后均没有,只在过程中出现。
24.【答案】(1)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
(2)N2(g)+3H2(g) 2NH3(l) ΔH=-2(b+c-a) kJ·mol-1
【解析】【解答】(1)该反应放出的能量为600-508=92kJ,则反映的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1;
(2)根据“反应热=断键吸收的能量-成键放出的能量”和已知的化学反应能量图可得,① molN2(g)+ molH2(g) 1molNH3(g),ΔH=(a-b) kJ/mol,② NH3(g) 2NH3(l) △H=-ckJ/mol;
由盖斯定律:①×2+②×2可得N2(g)+3H2(g) 2NH3(l) △H=2×(a-b)-2c=2(a-b-c)kJ/mol;
由反应能量图可知,该反应的生成物总能量小于反应物的总能量,所以反应放热,即△H为“-”,因此可得反应的热化学方程式是:N2(g)+3H2(g) 2NH3(l) △H=-2(c+b-a)kJ/mol。
【分析】(1)根据图一数据及ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量可得N2与H2反应的热化学方程式 ;
(2)根据图二中信息及“ΔH=断键吸收的能量-成键放出的能量”可得N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式。
25.【答案】(1)CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.76 kJ/mol
(2)N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.8 kJ/mol
(3)C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H=-1300 kJ/mol
(4)C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H=-1300 kJ/mol
(5)SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) △H=-1520.0 kJ/mol
(6)CO2(g)+3H2O(g)=CH3OH(g)+ H2O(g) △H=-49.5 kJ/mol
(7)Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g) △H=+174.9 kJ/mol
【解析】【解答】(1)甲醇分子式是CH4O,相对分子质量是32,则1 mol甲醇的质量是32 g。在25 ℃、101 kPa条件下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ,则1 mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热为放出热量为Q=22.68 kJ×32=725.76 kJ,所以甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.76 kJ/mol;(2)若适量的N2和O2完全反应生成NO2,每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量,则生成2 mol NO2即生成92 g NO2吸收热量为Q=16.95 kJ× =67.8 kJ,故该反应的热化学方程式为N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.8 kJ/mol;(3)在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650 kJ的热量,在反应C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)中电子转移为10 mol,则转移10 mol电子放出热量Q=650 kJ × =1300 kJ,故热化学方程式为:C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H=-1300 kJ/mol;(4)乙炔化学式是C2H2,式量是26,1 mol C2H2质量是26 g,燃烧1 g乙炔生成二氧化碳和液态水放出热量50 kJ,则1 mol乙炔完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量Q=50 kJ×26 =1300 kJ,故表示乙炔燃烧热的热化学方程式为C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H=-1300 kJ/mol;(5)SiH4气体在氧气中完全燃烧的化学方程式为:SiH4+2O2 SiO2+2H2O,由方程式可知,1 mol SiH4完全燃烧转移8 mol电子,反应放出热量Q=190.0 kJ×8=1520.0 kJ,故其燃烧的热化学方程式为SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) △H=-1 520.0 kJ/mol;(6)4.4 g CO2的物质的量是0.1 mol,4.4 g CO2气体与足量H2经催化生成CH3OH气体和水蒸气时放出4.95 kJ的热量,则1 mol气体与足量H2经催化生成CH3OH气体和水蒸气时放出Q=4.95 kJ× =49.5 kJ,故该反应的热化学方程式为:CO2(g)+3H2O(g)=CH3OH(g)+ H2O(g) △H=-49.5 kJ/mol;(7)已知①Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g) ΔH1=+1344.1 kJ· mol-1②2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g) ΔH2=+1169.2 kJ· mol-1
根据盖斯定律,将①-②,整理可得:Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g) △H=+174.9 kJ/mol。
【分析】(1)根据燃烧热的定义,先计算1 mol 甲醇完全燃烧放出的热量,再书写其热化学方程式;(2)物质的量与热量成正比,结合状态及焓变书写热化学方程式;(3)计算反应中转移电子数结合每有5NA个电子转移时,放出650 kJ的热量,计算得到所需反应的热量,结合热化学方程式书写方法,标注物质聚集状态和对应焓变;(4)先计算1 mol乙炔燃烧放出的热量,然后根据燃烧热的含义书写热化学方程式;(5)SiH4气体在氧气中完全燃烧产生SiO2、H2O,1 mol SiH4完全燃烧转移8 mol电子,然后计算焓变;(6)先计算1 mol CO2完全反应的热量变化,再书写其热化学方程式;(7)根据盖斯定律,将已知热化学方程式叠加,可得待求反应的热化学方程式。